>>> from env_helper import info; info()
页面更新时间： 2024-03-04 14:24:17
运行环境：
Linux发行版本: Debian GNU/Linux 12 (bookworm)
操作系统内核: Linux-6.1.0-18-amd64-x86_64-with-glibc2.36
Python版本: 3.11.2
11.1. 了解数据结构与数据读写方法¶
GeoPandas主要实现两个主要的数据结构，GeoSeries和GeoDataFrame，分别是pandas系列和DataFrame的子类。
11.1.1. 数据结构：GeoSeries¶
GeoSeries本质上是一种向量，向量中的每个条目都对应观察的一组形状。 条目可以由一个形状（如单个多边形）组成或由多个形状组成，这些形状被认为是一个观察（例如构成夏威夷州或印度尼西亚等国家的许多多边形）。
geopandas有三个基本类的几何对象（实际上是形状对象）：
点/点集合
线/线集合
多边形/多边形集合
请注意，GeoSeries中的所有条目并不是必须为相同的几何类型，但如果类型不同，可能会导致某些操作失败。
属性和方法概述¶
GeoSeries 类几乎实现了Shapely对象的所有属性和方法。 当应用于GeoSeries时，它们将以元素方式应用于GeoSeries中的所有几何。 在两个GeoSeries之间可以应用二进制操作，在这种情况下，操作是按元素进行的。 这两个系列将通过匹配索引完成对齐。二进制操作也可以应用于单个几何，在这种情况下，对具有该几何系列的每个元素执行操作。 在任一情况下，将酌情返回一个Series或一个GeoSeries。
此处介绍的只是GeoSeries的几个属性和方法的简短摘要，可在所有属性和方法页面中找到完整列表。还有用于扩展现有形状或应用集合理论的一系列操作（例如几何操作中描述的“联合”）来创建新形状。
属性¶
area：形状面积（投影单位）bounds：每个轴的每个形状的最大与最小坐标元组total_bounds：整个GeoSeries的每个轴上的最大与最小坐标元组geom_type：几何类型。is_valid：测试坐标是否形成合理的几何形状。
基本方法¶
distance(other)：返回每个条目到其他条目最小距离的序列centroid()：返回质心的GeoSeriesrepresentative_point()：返回位于每个几何中点的GeoSeries。它不返回质心。to_crs()：更改坐标参考系。plot()：绘制GeoSeries。
关系测试¶
geom_almost_equals(other)：形状几乎和其他的一样（由于浮点精度问题导致的形状略有不同，效果还是不错的）contains(other)：其他包含的形状intersects(other)：其他相交的形状
11.1.2. 数据结构：GeoDataFrame¶
GeoDataFrame是一个包含GeoSeries的表格数据结构。
GeoDataFrame最重要的属性是它总是具有一个保存特殊状态的GeoSeries列。此GeoSeries称为GeoDataFrame的“几何”。 当空间方法应用于GeoDataFrame（或调用类似区域的空间属性）时，这些方法将始终作用于“几何”列。
“geometry”列可通过 geometry 属性（ gdf.geometry
）访问，并且可以通过键入 gdf.geometry.name
的方法找到geometry列名称。
GeoDataFrame还可以包含具有几何（形状）对象的其他列，但每次只能有一个列作为活动式几何。
若更改活动式几何列，可使用 set_geometry() 方法。
使用worlds GeoDataFrame的示例：
>>> %matplotlib inline
>>> import geopandas as gpd
>>>
>>> world = gpd.read_file(gpd.datasets.get_path('naturalearth_lowres'))
>>> world.head()
| pop_est | continent | name | iso_a3 | gdp_md_est | geometry | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 889953.0 | Oceania | Fiji | FJI | 5496 | MULTIPOLYGON (((180.00000 -16.06713, 180.00000... |
| 1 | 58005463.0 | Africa | Tanzania | TZA | 63177 | POLYGON ((33.90371 -0.95000, 34.07262 -1.05982... |
| 2 | 603253.0 | Africa | W. Sahara | ESH | 907 | POLYGON ((-8.66559 27.65643, -8.66512 27.58948... |
| 3 | 37589262.0 | North America | Canada | CAN | 1736425 | MULTIPOLYGON (((-122.84000 49.00000, -122.9742... |
| 4 | 328239523.0 | North America | United States of America | USA | 21433226 | MULTIPOLYGON (((-122.84000 49.00000, -120.0000... |
>>> world.plot();
目前，带有国界的名为“geometry”的列是活动几何列：
>>> world.geometry.name
'geometry'
我们也可以将此列重命名为“borders”：
>>> world = world.rename(columns={'geometry': 'borders'}).set_geometry('borders')
>>>
>>> world.geometry.name
'borders'
现在，我们创建质心并使其成为几何列：
>>> world['centroid_column'] = world.centroid
>>> world = world.set_geometry('centroid_column')
>>> world.plot()
/tmp/ipykernel_128382/3602087863.py:1: UserWarning: Geometry is in a geographic CRS. Results from 'centroid' are likely incorrect. Use 'GeoSeries.to_crs()' to re-project geometries to a projected CRS before this operation.
world['centroid_column'] = world.centroid
<AxesSubplot: >
注意：GeoDataFrame可根据名称跟踪活动列，因此若重命名活动几何列，则还必须重置几何项：
gdf = gdf.rename(columns={'old_name': 'new_name'}).set_geometry('new_name')
默认情况下，当您使用 read_file
命令时，文件中的空间对象列在默认情况下被命名为“geometry”，并将其设置为活动几何列。
但是，尽管对列的名称和跟踪活动列的特殊属性名称使用的是相同术语，但其实它们是不同的。
您可以使用 set_geometry 命令将活动几何列转移到不同的GeoSeries。
此外， gdf.geometry 将始终返回活动几何列，而不是返回 geometry
列。 如果想调用“geometry”的列，并且是不同的活动几何列，请使用
gdf['geometry'] ，而不是 gdf.geometry 。
GeoSeries所描述的任何属性调用或方法都可以在GeoDataFrame上工作，实际上，它们只是应用于“几何”GeoSeries。
11.1.3. 读取空间数据¶
geopandas可以读取任意基于矢量的空间数据格式，包括ESRI shapefile，GeoJSON文件等命令：
gpd.read_file()
它返回一个GeoDataFrame对象。 （这是可能的，因为geopandas利用的是fiona库，并且利用的是大规模的开源程序GDAL / OGR，以促进空间数据转换）。
在 read_file() 文件后输出的任何参数将被输出列 fiona.open()
中，其实是数据导入的工作。
>>> import fiona
一般来说，read_file很有用的，通常会生成你想要的参数，但如果遇到瓶颈，请输入：
help(fiona.open)
其中，可以使用 driver
关键字显式设置格式驱动（shapefile，GeoJSON），或者使用 layer
关键字从多层文件中筛选中单个图层。
GeoPandas 也可以使用 read_postgis() 命令从PostGIS数据库中获取数据。
11.1.4. 写入空间数据¶
GeoDataFrames可以使用 GeoDataFrame.to_file()
方法导出许多不同的标准格式。 若查看支持的完整格式列表，请键入：
>>> import fiona; fiona.supported_drivers
{'DXF': 'rw',
'CSV': 'raw',
'OpenFileGDB': 'raw',
'ESRIJSON': 'r',
'ESRI Shapefile': 'raw',
'FlatGeobuf': 'raw',
'GeoJSON': 'raw',
'GeoJSONSeq': 'raw',
'GPKG': 'raw',
'GML': 'rw',
'OGR_GMT': 'rw',
'GPX': 'rw',
'Idrisi': 'r',
'MapInfo File': 'raw',
'DGN': 'raw',
'PCIDSK': 'raw',
'OGR_PDS': 'r',
'S57': 'r',
'SQLite': 'raw',
'TopoJSON': 'r'}